KIST, 반복 재사용 가능한 고효율 흡착소재 개발
KIST(한국과학기술연구원·원장 직무대행 윤석진)는 정경원·최재우 물자원순환연구센터 박사팀이 페트병으로부터 고순도의 '유기 리간드(organic ligand)'를 추출해 고효율 흡착 소재 합성에 성공했다고 25일 밝혔다. 연구결과는 ‘Composites Part B : Engineering’ 최신호에 게재됐다.
지난 환경부 발표에 따르면 축산폐수처리장이나 하수처리장, 일반 강물에서도 항생제 성분이 검출됐다고 알려졌다. 우리나라는 항생제 사용률이 높아 항생제 다제내성균, 이른바 슈퍼박테리아 출현 가능성이 높은 국가로 분류돼있다.
물 속 항생물질을 효과적으로 제거하기 위해 금속-유기구조체를 열분해공정을 통해 합성한 다공성 탄소복합소재가 각광받고 있다. 하지만 일반적으로 MOF 합성을 위해 고가의 유기 리간드를 사용해 대량생산에 어려움이 있었다.
KIST 연구진은 페트병을 만들기 위한 소재 중 하나인 테레프탈산에 주목했다. 금속-유기구조체 합성을 위해 유기 리간드로 사용하는 물질이기 때문. 연구진은 버려지는 페트병으로부터 고순도 유기리간드를 추출, 고효율 흡착소재 합성에 성공했다.
이후 연구진은 추출된 테레프탈산을 이용해 다공정 탄소복합소재를 개발했다. 특히 철(Fe)기반의 금속-유기구조체를 전구체로 사용해 소재에 자성을 부여해 흡착공정 후 외부 자기장을 통해 쉽게 분리할 수 있는 환경소재를 개발했다.
해당 소재는 실험을 통해 물 속 항생물질 '테트라사이클린'을 약 90분 동안 100% 제거하는데 성공했다. 연구진은 "학계에 보고된 테트라사이클린 흡착성능 중 최고 수준"이라고 설명했다.
정경원 발사는 "플라스틱을 이용해 환경오염을 방지하고, 고효율 흡착성능과 재사용에도 성능을 유지함으로서 폭 넓은 수처리 적용이 가능할 것으로 기대한다"고 말했다.
최재우 박사는 "연구를 통해 개발된 다공성 탄소복합소재는 환경소재 뿐 아니라 에너지 소재 등 다양한 분야에 활용이 가능하며, 고부가가치 환경소재로 각광받을 것"이라고 전망했다.
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